De verbranding van polymeren is een zeer intense en complexe thermische oxidatiereactie, gekenmerkt door de uitstoot van rook of een felle vlam. Vlamvertragers zijn een klasse additieven die de ontsteking van kunststoffen voorkomen of de voortplanting van vlammen remmen. Het vlamvertragende effect van vlamvertragers bestaat erin de snelheid van fysische of chemische veranderingen tijdens het verbrandingsproces van polymere materialen te voorkomen of te remmen. Het vlamvertragende effect komt met name tot uiting in de volgende aspecten.
Vlamvertragend effect in het polymeerverbrandingsproces:
Vlamvertragend vlamvertragend – warmteabsorberend effect
De rol van het warmte-absorptie-effect is om ervoor te zorgen dat de temperatuur van het polymeermateriaal moeilijker stijgt.
Borax bevat bijvoorbeeld 10 moleculen kristalwater, omdat de afgifte van kristalwater 141.8 kJ/mol warmte vastlegt. Hierdoor wordt de warmteopname geremd en de temperatuurstijging van het materiaal geremd, wat resulteert in een brandvertragend effect.
Vlamvertragend vlamvertragend – dekkende werking
Het effect is dat er een stabiele deklaag ontstaat bij hogere temperaturen, of dat het materiaal ontbindt tot een schuimachtige substantie die het oppervlak van het polymeer bedekt. Dit bemoeilijkt de door verbranding gegenereerde warmte om het materiaal binnen te dringen en verhindert dat de brandbare gassen die vrijkomen bij thermische ontleding van het polymeermateriaal ontsnappen. Het fungeert als een luchtbarrière voor het materiaal, waardoor scheurvorming wordt voorkomen en een brandvertragend effect ontstaat.
Vlamvertrager vlamvertrager – verdunningseffect
Deze stoffen kunnen bij verhitting een grote hoeveelheid niet-ontvlambaar gas produceren, waardoor het ontvlambare gas dat door het polymeermateriaal en de zuurstof in de lucht wordt geproduceerd, wordt verdund en de ontvlambare concentratie niet bereikt.
Vlamvertragend vlamvertragend – overdrachtseffect
Het effect hiervan is dat de thermische ontledingswijze van het polymeermateriaal verandert, waardoor de productie van brandbare gassen wordt verhinderd.
Vlamvertrager vlamvertrager – remmende werking
Door de actieve tussenproducten van verbrandingsreacties, zoals HO- en H-, weg te vangen, worden kettingreacties van vrije radicalen geremd en wordt de verbrandingssnelheid verlaagd totdat de vlam is gedoofd.
Vlamvertragend vlamvertragend – versterkend effect
Sommige materialen hebben op zichzelf geen brandvertragende werking of juist weinig brandvertragende werking. Er zijn echter verschillende materialen die de brandvertragende werking kunnen versterken, zoals antimoontrioxide en halogeenverbindingen die samen worden gebruikt.
Vlamvertragend mechanisme in het polymeerverbrandingsproces:
Vlamvertragingsmechanisme – gasfase vlamvertragingsmechanisme
Vlamvertragende systemen in de dampfase verwijzen naar het vlamvertragende effect van het onderbreken of vertragen van kettingreacties in de gasfase. Vlamvertraging in de dampfase bestaat voornamelijk uit:
- Wanneer het vlamvertragende materiaal verhit of verbrandt, ontstaan er vrije-radicalenremmers, waardoor de verbrandingsketenreactie wordt onderbroken.
- De productie van fijne deeltjes wanneer het vlamvertragende materiaal wordt verhit of verbrand, die de binding van vrije radicalen bevorderen om de kettingverbrandingsreactie te beëindigen.
- Het vrijkomen van grote hoeveelheden inert gas of damp met een hoge dichtheid wanneer het brandvertragende materiaal wordt verhit of verbrand.
Vlamvertragende mechanismen – vlamvertragende mechanismen met gecondenseerde fase
Vlamvertraging in de gecondenseerde fase verwijst naar het vlamvertragende effect dat ontstaat door de thermische ontleding van vlamvertragende materialen in de gecondenseerde fase te vertragen of te onderbreken. Vlamvertraging in de gecondenseerde fase bestaat voornamelijk uit:
- Vlamvertragers die de thermische ontleding van brandbare gassen en radicalen die tijdens het coalescentieproces kunnen ontstaan, vertragen of onderbreken
- Anorganische vulstoffen met een grote soortelijke warmtecapaciteit in vlamvertragende materialen, die door warmteopslag en thermische geleidbaarheid de kans verkleinen dat het materiaal de thermische ontledingstemperatuur bereikt.
- Door de thermische ontleding van de vlamvertrager wordt warmte opgenomen, waardoor de temperatuurstijging van het vlamvertragende materiaal wordt vertraagd of opgeschort.
- Wanneer het brandvertragende materiaal brandt, ontstaat er een poreuze koolstoflaag op het oppervlak. Deze laag is moeilijk brandbaar, isoleert de hitte en zuurstof en voorkomt dat het brandbare gas in de gasfase overgaat.
Vlamvertragingsmechanisme – onderbreking van de warmtewisseling vlamvertragingsmechanisme
Door het onderbroken warmtewisselingsmechanisme van de vlamvertrager wordt een deel van de warmte die vrijkomt bij de verbranding van het vlamvertragende materiaal onttrokken. Hierdoor kan het materiaal de thermische ontledingstemperatuur en dus ook de productie van brandbare gassen niet handhaven en is de verbranding zelfdovend.
Voor meer informatie over SINOYQX Melamine Cyanuraat (MCA) kunt u contact met ons opnemen via e-mail: [email protected] of telefonisch: +86-28-8411-1861.
Sommige afbeeldingen en teksten zijn overgenomen van het internet en het copyright is van de oorspronkelijke auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.